INTRODUCCIÓN El presente trabajo trata sobre la industria metalúrgica, esta nos brinda y procesa los metales que la humanidad exige constantemente para la fabricación de productos utilizados en la actualidad, siendo el centro de atención la contaminación que esta genera mediante los procesos utilizados. La industria metalúrgica se divide en grupos dependiendo la actividad que realizan, por lo que estos grupos producen distintos desechos y generan contaminantes de gran variedad que afectan de distinta manera al ambiente que los rodea. Gran parte de los desechos obtenidos son perjudiciales al ambiente y a la salud, por lo que deben de tratarse para poder eliminarse en el ambiente, reduciendo de esta manera el impacto que producen. Dependiendo del estado en que estos se encuentran sea sólidos, líquidos o gaseosos determinan la forma de tratarse y el procedimiento de eliminación o reciclaje a seguir. La contaminación que se produce en el ambiente por la metalurgia, llevo al desarrollo de tratamientos de desechos y la tecnología necesaria para realizarlos. En los últimos años ha orientado a las industrias a plantear procesos industriales metalúrgicos sustentables y de menor impacto ambiental. Con el fin de tener una producción con el menor daño a largo lar go plazo. Debido a las actividades como la extracción de minerales que es necesaria para la producción de metales y los procesos de producción industrial de metales, la legislación guatemalteca intervino intervino en su papel de estado para brindar ese soporte legal en defensa de los recursos del país y de la reducción de contaminación al ambiente, esto genero la creación de leyes que regulan las actividades que involucran a la metalurgia, con el fin de tener una industria metalúrgica sustentable y consciente del ambiente que la rodea para tener el menor impacto negativo en este. Los anteriores párrafos citaron las líneas guía de investigación en este trabajo, por lo que a continuación se desarrollaran estas líneas de manera estructurada, mediante los temas establecidos en la siguiente sección.
OBJETIVOS General Investigar la relación entre la industria metalúrgica y el medio ambiente.
Específicos Analizar los usos de los metales en la industria. Investigar acerca del manejo de los desechos procedentes de los usos de los metales en la industria. Indagar las leyes que existen en Guatemala de protección ambiental.
JUSTIFICACION La presencia de los desechos metalúrgicos en el ambiente tiene implicaciones importantes por los efectos tóxicos que produce en los seres vivos, ya que provoca, por eso es importante su estudio, su monitoreo y su tratamiento de ser posible. Estos contaminantes, en concentraciones que normalmente se dan en el medio ambiente, no son tóxico para las plantas. Sin embargo, concentraciones altas inhiben su desarrollo celular y afectan la permeabilidad. Los peces pueden acumular estos desechos provenientes de emisiones liquidas, pero generalmente no causan la muerte de estos peces y es por eso que los que consumen el pescado, no pueden detectar que está contaminado y lo consumen sin darse cuenta del peligro. Entonces, al estudiar la repercusión de la contaminación por el mal manejo de los desechos metalúrgicos en seres vivos, se ha visto la necesidad de estudiar los tratamientos o procesos para poder desechar los residuos metalúrgicos. Sin embargo, la contaminación por estos desechos es muy difícil de detectar a través de un monitoreo ambiental, ya que las técnicas específicas de análisis son extremadamente difíciles y costosas y sólo pueden ser manejadas por muy pocos laboratorios en el país que son especializados. La contaminación proveniente de la minería es importante debido a que existe gran cantidad de gente que trabaja directamente con el mercurio y que puede llegar a intoxicarse seriamente con el mismo, pero además, la quema de este metal al aire libre, sin las precauciones necesarias, puede llevar a la transformación del mismo y a la afectación no solo de aquellos cercanos al proceso de obtención del oro sino una buena parte del área circundante. Y como la minería es un sector productivo importante en la generación de empleo y de ingresos económicos en las zonas mineras, es necesario tener en cuenta detalles como la salud de los involucrados en la obtención del oro.
INDUSTRIA METALÚRGICA Metalurgia Arte y ciencia de obtener los metales y procesarlos y así adaptarlos para que satisfagan las necesidades humanas.
Concepto de industria metalúrgica Se trata de un sector industrial amplio y diversificado que contempla industrias de producción de materiales férricos, materiales no férricos, industrias auxiliares (automóvil y talleres mecánicos), así como empresas de metales preciosos. Se considerarán nueve grupos de industrias: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Industrias siderúrgicas Industrias metalúrgicas de hierro (Fe) Industrias metalúrgicas de cobre (Cu) Industrias metalúrgicas de oro (Au) Industrias metalúrgicas de aluminio (Al) Acabado de superficies Talleres mecánicos Industrias del automóvil El sector de la joyería.
CONTAMINACIÓN La contaminación se denomina a la presencia en el ambiente de cualquier agente químico, físico o biológico nocivos para la salud o el bienestar de la población, de la vida animal o vegetal. En la industria metalúrgica su característica general se trata de procesos que suelen emitir restos de grasas, detergentes, meta-les, ácidos y sustancias básicas. Sus vertidos son poco biodegradables y con un alto potencial toxicológico para el saneamiento y en general, para el medio ambiente si el vertido de la empresa puede ir a cauce público.
CLASIFICACION DE CONTAMINANTES GENERADOS Emisiones atmosféricas. Las emisiones atmosféricas se pueden dividir en:
Controladas Fugitivas
Las controladas corresponden a emisiones que se originan en focos estacionarios y pueden ser reducidas mediante sistemas tradicionales de limpieza de gases como lo son las campanas de captación y los filtros.
La contribución de emisiones fugitivas (no captadas) no es fácilmente cuantificable, pero puede llegar incluso a ser mayor que las emisiones controladas. Las emisiones del proceso de fundición en hornos son: principalmente material particulado y Monóxido de carbono (CO), los compuestos orgánicos volátiles (COV), óxidos de azufre (SOx), óxidos nitrosos (NOx) y pequeñas cantidades de clorhidratos y fluoruros. L as mayores concentraciones de emisiones en hornos ocurren cuando las tapas o puertas son abiertas para cargar, recargar, alear, inyectar oxígeno, remover la escoria y colar.
Emisiones líquidas. Los principales procesos que generan este tipo de efluentes contaminantes son:
Fabricación de moldes (aglomerantes) Enfriamiento de moldes y piezas Enfriamiento del horno
Las emisiones líquidas no son significativas, en general, salvo que la empresa contenga procesos de tratamientos térmicos o baños químicos. El proceso de enfriamiento de los hornos consiste de circuito cerrado y un segundo abierto. El circuito abierto requiere una permanente regeneración del caudal producto de las pérdidas por evaporación. La circulación de las aguas también implica que se vayan concentrando sales producto de la adición de anti-incrustantes y anti-oxidantes, entre otros. Ello significa que debe existir una purga periódica de agua. Estas aguas constituyen las emisiones líquidas provenientes de las fundiciones, emisión líquida que se puede considerar de bajo grado de contaminación.
Residuos sólidos Los principales residuos sólidos generados son las arenas de descarte, escoria, escombros (virutas y chatarra) y polvos retenidos en filtros de mangas. En fundiciones no ferrosas además se pueden generar residuos peligrosos y contaminados con plomo, cobre, níquel y zinc, con frecuencia en elevadas concentraciones totales y extraíbles, provenientes principalmente de la escoria.
Ruidos Las principales molestias generadas por las empresas de fundiciones, son esencialmente ruidos. La manera en que el ruido generado se propaga hacia el exterior dependerá exclusivamente de las instalaciones de la empresa.
TRATAMIENTOS DE DESECHOS Tecnologías de tratamiento de emisiones líquidas Los procesos para purificar las aguas residuales en la industria de fundiciones están formados por las siguientes etapas:
Separación de sólidos y líquidos, mediante sedimentación o flotación. Deshidratación para reducir la humedad contenida en los sólidos.
El volumen del fango puede reducirse de forma importante mediante la eliminación de parte del agua. El transporte de fangos puede ser uno de los costos más importantes; por ello, un leve aumento de la concentración de sólidos puede producir un ahorro importante.
Tecnologías de tratamiento de gases Existen cuatro tecnologías básicas que se emplean en el tratamiento de emisiones gaseosas: absorción, adsorción, incineración y condensación. La elección de la tecnología de control depende de los contaminantes que se deben remover, la eficiencia de remoción, las características del flujo contaminante y especificaciones de terreno. Normalmente, se mezclan dos o más tecnologías de remoción de gases en un sólo equipo, siendo las principales tecnologías de remoción absorción y adsorción, y las tecnologías de condensación e incineración son usadas principalmente como pretratamientos.
Tecnologías y equipos para tratamiento de material particulado En las tecnologías tratamientos para material particulado se diferencian por el proceso a utilizar y por el tamaño de las partículas a eliminar se distinguen: ciclones y separadores inerciales, removedores húmedos, precipitadores electroestáticos y filtros de mangas. Ciclones y separadores inerciales: Separadores inerciales son ampliamente utilizados para recoger partículas gruesas y de tamaño mediano. El principio general de los separadores inerciales, es el cambio de dirección al cual el flujo de gases es forzado. Como los gases cambian de dirección, la inercia de las partículas causa que sigan en la dirección original, separándose del flujo de gases. En la práctica, suele ser bastante más interesante utilizar un arreglo de varios ciclones de diámetro reducido. Este tipo de equipos reciben el nombre de "Multiciclón" y puede recuperar con buena eficiencia partículas relativamente pequeñas (4 mm y mayores). Estos equipos pueden utilizarse como preseparadores de otros equipos captadores para mejorar el funcionamiento de estos últimos, o bien en el caso de fundiciones se pueden utilizar como medio de control de las emisiones de las plantas de arenas.
Removedores húmedos: Generalmente se utilizan para captar partículas inferiores a 5 µm (las duchas captan sólo partículas gruesas). Son aptos para trabajar con gases y partículas explosivas o combustibles y/o de alta temperatura y humedad. En forma parcial son capaces de remover gases, por lo que puede existir un problema de corrosión, y necesitar materiales especiales En el caso de las fundiciones, son poco utilizados porque al captar las partículas genera un problema de residuos líquidos, que eventualmente puede llegar a ser peligroso. Precipitadores electrostáticos: Un precipitador electrostático es un equipo de control de material particulado, que utiliza fuerzas eléctricas para mover las partículas fuera del flujo de gases y llevarlas a un colector. Los precipitadores electrostáticos tienen eficiencias de 99,9% en remoción de partículas del orden de 1 a 10 [µm]. Sin embargo, para partículas de gran tamaño (20 - 30 [µm]) la eficiencia baja, por lo que se requiere de preferencia tener un equipo de pretratamiento, tal como un ciclón o multiciclón. Filtros de mangas: Son los sistemas de mayor uso actualmente en la mediana y grande industria, debido principalmente a la eficiencia de recolección, y a la simplicidad de funcionamiento. Las partículas de polvo forman una capa porosa en la superficie de la tela, siendo éste el principal medio filtrante. Una consideración especial debe observarse con respecto al punto de rocío del flujo de gases, el cual se ve influenciado por la presencia de SO 3 en el flujo, ya que se produce la condensación en las mangas y éstas se taparán no permitiendo el filtrado. Además, esta condición de condensación produce corrosión en los metales y más aún si hay presencia de SO3 el cual con presencia de humedad se transforma en H 2SO4 (ácido sulfúrico), por lo que también perjudicará por ataque ácido a la mayor parte de los materiales usados en las mangas. Por otra parte, debe considerarse el eventual peligro de explosión si se trabaja con gases combustibles (ricos en hidrocarburos) o explosivos (CO proveniente de atmósferas reductoras en fundiciones).
Planificación ambiental para residuos específicos Para la recuperación de las escurriduras de productos químicos se utilizan diversas tecnologías, a saber:
Evaporación. Los evaporadores más comunes son los atmosféricos, pero los evaporadores al vacío permiten ahorrar energía. El intercambio iónico se utiliza para la recuperación química del agua de lavado. Extracción electrolítica. Se trata de un proceso electrolítico por el que se reducen los metales disueltos en la disolución y se depositan en el cátodo. Electrodiálisis. Se realiza utilizando membranas permeables a los iones y aplicando corriente para separar especies iónicas de la disolución.
Osmosis inversa. Consiste en el empleo de una membrana semipermeable para producir agua purificada y una disolución iónica concentrada. El agua es obligada a atravesar la membrana aplicando una elevada presión y la mayor parte de las sales disueltas son retenidas por la membrana.
LOS GRUPOS DE INDUSTRIAS METALÚRGICAS COMO GENERADORAS DE CONTAMINANTES Industria siderúrgica Se considera un sector básico por abastecer a otras actividades industriales variadas. Las materias primas empleadas son: coque, mineral de hierro y chatarra. En la actualidad cobra cada vez más importancia la fabricación de aceros especiales para tecnologías de vanguardia. Comprende varios subsectores:
Acero integral (altos hornos) Hornos eléctricos Aceros especiales.
Por su mayor uso en la industria de la siderurgia se detalla a continuación los contaminantes presentes en el alto horno. Alto horno. Fabricación directa de acero en una cámara en que se introducen mineral de hierro, carbón o coque y caliza, y se inyecta oxígeno. Los vertidos producidos provienen de: hornos de coque, zonas de laminación y decapados. Suelen presentar altos caudales. 1. Hornos de coque: Sus vertidos contienen compuestos cianurados, amoníaco, fenoles, ácidos, álcalis, aceites y grasas, y residuos sólidos como restos de minerales, restos de coque y piedra caliza. Los vertidos mayoritariamente proceden de la torre de enfriamiento donde el coque caliente se lava y se enfría con agua. En general, los vertidos líquidos generados pueden tratarse mediante: recirculación, evaporación, extracción con disolventes, destilación, sedimentación, neutralización, flotación y aeración. El principal método de depuración de vertidos de plantas de coque es la recuperación de subproductos, siendo el más importante por su valor económico el fenol.
Eliminación de carga biodegradable (DBO5) Se lleva a cabo mediante recirculación
y reutilización de aguas para enfriamiento y similares: reducción DBO5 hasta 75% de la original. Recuperación De Subproductos En función del contenido concreto de cada vertido pueden recuperarse como subproductos: sulfato amónico, alquitrán, naftalina, benceno, tolueno y xileno. El fenol se concentra mediante tratamiento con
hidróxido sódico (conversión en fenolato sódico y destilación, >80% recuperación) o se elimina mediante tratamiento biológico (fangos activos o filtración bacteriana, menos 25 mg/l de contenido inicial). Eliminación De Benzol Se realiza mediante separadores por gravedad. Eliminación De Aceites En General Se realiza mediante flotación con inyección de aire. 2. Zonas de laminación y decapados: Con estos procesos se consigue manufacturar el acero ya producido, así como “limpiarlo” de restos de impurezas no deseadas.
Estos vertidos contienen fundamentalmente, cantidades importantes de ácidos (sulfúrico y clorhídrico), presentan pHs ácidos e hierro. Dentro de los tratamientos de desechos en este proceso se encuentran los siguientes: a) Neutralización: Se lleva a cabo con cal, hidróxido sódico o carbonato sódico (más caros). Fases: I. Precipitación de hidrato férrico (pH<4) II. Formación sulfato ácido de hierro III. Formación de hidrato ferroso (pH=6-8) b) Recuperación de ácido sulfúrico: Implica la concentración del vertido vía evaporación, seguido de un reactor donde se borbotea HCl (gas), que reacciona con el sulfato ferroso para producir ácido sulfúrico y FeCl2. El cloruro ferroso se introduce en un horno de caldeo directo para obtener óxido de hierro. Se puede realizar por dos métodos los cuales son: I. Intercambio iónico: Se emplea cada vez más en la recuperación de ácido sulfúrico con rendimientos del 80%. II. Cristalización: El vertido de decapados se introduce en un calcinador mediante pulverización: se produce la cristalización de compuestos de hierro y separación vía gas del HCl. El óxido de hierro se recupera del fondo del calcinador y se seca para su posterior proceso de purificación. c) Inyección en pozos: Lógicamente esta práctica se ha abandonado en función de las normativas medioambientales aplicables actualmente.
Industria metalúrgica de hierro Se trata de funciones de hierro para producir diversas piezas moldeadas destinadas a acabado. El vertido producido es rico en la arena empleada en los moldes, con altas tasas de sólidos (2,5 a 5,0 g/l). El sistema consigue eliminaciones de más del 95% en sólidos. El sistema a utilizar para el tratamiento de los desechos en este campo es el mostrado a continuación.
Industria metalúrgica de cobre La actividad consiste en la extracción y purificación de cobre, y la fabricación de laminados, hojas, varillas y tubos de cobre, bronce (cobre y zinc) y latón (cobre y estaño). La limpieza del metal se realiza con ácido sulfúrico (baño ácido, 5-10% en ácido) y posteriormente con sulfúrico y dicromato potásico (baño abrillantador, 5-10% de ácido y hasta 60 g/l de dicromato) que, junto a restos de aceites de corte y enfriado, son los principales residuos. Los tratamientos a aplicar para los residuos producidos son: 1. 2. 3. 4.
Precipitación de metales como hidróxidos con adición de álcalis o coagulantes (FeSO 4). Recuperación de metales mediante intercambio iónico. Electrolisis para recuperación o regeneración de metales. Flotación para eliminación de aceites y sulfuro de cobre.
Industria metalúrgica de oro Históricamente se ha empleado Hg para este proceso, pero hoy está en desuso (alta contaminación).
Industria metalúrgica de aluminio El procesado de aluminio comprende varias fases: a) b) c) d) e)
Extracción de mineral (bauxita). Tratamiento de digestión con disolución de carbonato sódico y caliza. Calentamiento a presión de la mezcla. Filtrado del líquido que retiene las impurezas. Precipitación de la alúmina disuelta con ayuda de gérmenes de nucleación y enfriado de la disolución. f) Reutilización de la disolución alcalina. g) Procesado de la alúmina molida en horno eléctrico de anodizado. h) Procesado del aluminio producido y transformación en producto acabado (barras, lingotes)
El procesado de productos acabados de aluminio implica la limpieza de las piezas y la producción de aguas residuales de limpiezas que contienen: NaOH, Ácidos sulfúrico y nítrico, níquel, Al, metales residuales y detergentes. La depuración de efluentes se consigue en general por:
Ajuste de pH. Flotación con aire. Precipitación con Ca(OH)2 y coagulantes. Intercambio iónico.
Acabado de superficies Se ocupan de someter a las piezas metálicas a procesos de limpieza, acabado y protección ante el deterioro en el tiempo (oxidación) para cumplir con los r equisitos finales. Los residuos producidos pueden ser de dos fuentes: continuos y discontinuos, emitiéndose bajos caudales, pero altamente contaminantes por presencia de ácidos, metales, grasas y cianuros. El caudal vertido puede oscilar entre <50 m3/día y >1.000 m3/día. Podemos clasificar las actividades en cinco grandes grupos: 1. 2. 3. 4. 5.
Pretratamientos: desengrase, decapados, pasivados y abrillantados. Anodizados: oxidación anódica de aluminio. Cincados: deposición electrolítica o directa de zinc. Cromados-niquelados: deposición química o electrolítica de cromo o níquel. Galvánicos: deposición química o electrolítica de metales, especialmente cobre
Dentro de los contaminantes producidos por los vertidos se tienen:
Pretratamientos La limpieza previa de piezas se realiza con desengrasantes organoclorados
o hidrocarburos, ácidos (sulfúrico, nítrico) o álcalis (hipoclorito, boratos, cianuros, fosfatos). Se producen emisiones de zinc, cobre, cromo, boro, cianuros y alta DQO. Anodizados En la oxidación con aluminio se usa ácido (sulfúrico o nítrico). Los vertidos son ricos en sulfatos, nitratos y Al, siendo ácidos. Cincados Si es electrolítico, pueden emplearse baños alcalinos (cianuros), o ácidos (clorhídrico, bórico, y cloruro potásico y de zinc). Si se realiza con zinc fundido, además se emplea plomo. Cromados-niquelados Requieren desengrases ácidos (sulfúrico) o alcalino, enjuagues, y decapados previos. En los niquelados se usan boratos y sulfatos, mientras que en los cromados se emplean fluoruros, boratos, teniendo los ánodos como impurezas plomo y antimonio. Galvánicos En medio ácido se emplea sulfúrico. En medio básico, cianuros, además de carbonatos y tartratos.
Dentro de los métodos de depuración se tienen:
Cianuros Se lleva a cabo por cloración (cloro o hipoclorito) previo ajuste de pH con NaOH o
Ca(OH)2 a pH=11. También puede conseguirse con ClO2, O3, electrolisis, Ca(OH)2-S= y cambio iónico. Cromo Primero se reduce el Cr6+ a Cr3+ con NaHSO3, SO2 o sulfato ferroso, a pH<3. Finalmente, se precipita a pH 8-8,5 con Ca(OH)2. Zinc Una vez eliminado el cianuro, se puede precipitar el Zinc con Ca(OH)2 a pH 10-11. Se pueden usar ayudantes de floculación. Metales pesados (Cu, Cd, Hg..) Se pueden precipitar como sulfuros (NaS2 o NaHS) o como hidróxidos a pHs ácidos, según cada caso, filtrando finalmente. Neutralización de efluentes Se trata de ajustar el pH con ácido o álcali. Se puede emplear la neutralización de efluentes de distinta acidez. Disolventes Se eliminan mediante flotación con aire y reactivos químicos. Recuperación Cada vez más usados: cambio iónico y evaporación.
Talleres mecánicos Sector que aglutina amplia diversidad de actividades. En ellos se pueden llevar a cabo actividades de calderería, fundición, perfilado, torneado, templado, rectificado, soldadura, desengrasado y pintura. Podemos considerar las siguientes actividades: 1. 2. 3. 4.
Talleres de manufactura, conformación y reparación de piezas y elementos metálicos Empresas auxiliares del sector de automoción Empresas auxiliares del sector de electrodomésticos Empresas auxiliares del ramo de la construcción.
Todas estas actividades comparten en común el empleo de metales tanto férricos como no férricos, desengrasantes y detergentes. Con volúmenes de vertido generados que oscilan fuertemente según actividad concreta y entidad de la empresa, que pueden variar entre <1 m3/día y >500 m3/día, se pueden agrupar los vertidos principales en varios apartados según la actividad ejecutada: a) Vibrado y granallado : Son ricos en aceites de corte (que llevan perfumantes), restos de virutas metálicas (sólidos en suspensión), detergentes, nitrógeno y fósforo. Presentan color lechoso. b) Desengrasados y limpiezas : Se trata de trabajos previos a la pintura de piezas, siendo vertidos de similares características a los anteriores, si bien con presencia de ácidos o álcalis para limpiezas, así como restos de cromo o níquel empleados en decapados. c) Taladrinas y aceites : Las taladrinas son residuos peligrosos, que deben gestionarse por gestor autorizado. Los vertidos agotados de taladrinas tienen alta DQO, N, metales pesados y aceites y proceden de goteos de máquinas, trasiegos o limpiezas. d) Disolventes orgánicos: También son residuos peligrosos y deben tener el mismo tratamiento aplicado a las taladrinas.
Métodos de depuración utilizados. a) Vibrado y granallado: La decantación sin adición de reactivos es poco efectiva. También se puede usar la centrifugación para eliminación de sólidos. No obstante, el tratamiento más eficaz es el de desaceitado (flotación), seguido de neutralización (cal o sosa), coagulaciónfloculación y decantación. Los lodos pueden compactarse vía filtración y gestionarse como residuos peligrosos. D b) Desengrasados y limpiezas : Se puede emplear tratamiento fisicoquímico similar al anterior (con desaceitado previo), además de evaporación, ultrafiltración u ósmosis inversa que eliminan una más alta cantidad. c) Taladrinas y aceites : Deben gestionarse por gestor autorizado de residuos peligrosos. Requieren flotación, y centrifugación, si bien existen equipos de ultrafiltración y microfiltración para reutilización de aguas en las propias empresas. d) Disolventes orgánicos: Se puede aplicar lo dicho antes, aunque se suele aplicar la técnica de la evaporación-destilación.
Industrias del automóvil Posee alto poder contaminante. La fabricación de automóviles comprende: a) Producción de piezas a partir de chapas o bobinas metálicas, así como de elementos plásticos (Estampado). Requiere soldaduras. b) Limpieza previa y Pintura de elementos. Necesita de varias fases de lavado antes de la pintura mediante cataforesis, difusión o electrodeposición. c) Guarnecido o acabado final de piezas. d) Montaje o ensamblado final del vehículo. La fase esencial en base a la contaminación es la del Tratamiento Superficial de Piezas Metálicas. Esta trata de asegurarse la idoneidad de las piezas para que éstas puedan recibir posteriores procesos de pintura, recubrimientos, etc. Comprende varias fases: 1. Tratamientos mecánicos: pulido y alisado, que emplean abrasivos, grasas, detergentes, cianuro sódico y fosfatos como abrillantadores. 2. Desengrases: emplean agentes alcalinos (sosa, fosfatos, citratos, boratos, trietanolamina y complejantes metálicos.) y detergentes. 3. Decapados: se consiguen con ácidos (clorhídrico, sulfúrico, fosfórico y fluorhídrico). 4. Electropulidos del acero : con baños sulfocrómicos y fosfóricos. 5. Neutralización: para eliminar restos ácidos o básicos de piezas. 6. Desmetalizados: mecánicos, electrolíticos o químicos. Se emplean cianuros, nitrobencenosulfonatos, sosa, sulfitos, ácidos, aminas. 7. Baños químicos y electrolíticos: disoluciones de Ni, Cr, Zn y Cu. En medio de todas estas operaciones se insertan varias fases de lavados, enjuagados, secados y limpiezas finales, que producen aguas residuales ricas en los contaminantes.
Los procedimientos y técnicas concretas de depuración dependen del vertido concreto. Se encuentran las siguientes:
Baños de aceites y grasas : Ultrafiltración, destilación y reutilización.
Metales y sólidos : Neutralización y precipitación mediante coagulación-floculación con
reactivos químicos. Cianuros: Tratamiento mediante cloro o hipocloritos. Tratamiento de lodos: Sedimentación y espesamiento: filtración, centrifugación. Residuos peligrosos : Gestión diferenciada mediante Gestor Autorizado.
El sector de la joyería Se trata de un sector que produce piezas y manufacturas de metales nobles, oro, plata y platino, a partir de matrices o lingotes de metal puro o aleados. Los vertidos pueden contener ácidos (HCl, HNO3, H2SO4), con valores de pH<1,5, cianuros, y detergentes (>30 mg/l). El proceso consta de varias fases:
Moldeado, desde lingotes o piezas de metal base en crisoles de pequeño tamaño (250 ml
de capacidad). Desbastado, de las piezas ya modeladas mediante baños jabonosos, y posteriormente mediante pulido grosero en baños con pequeñas esferas de acero. Engarzado de piezas, no genera residuos. Limpieza final y abrillantado , en baños de electropulido con disolución de cianuros (<10 l), y en otros con disoluciones ácidas de ácido sulfúrico y nítrico. los baños agotados se envían a recuperación.
Los líquidos residuales, ricos en materia prima (especialmente oro) se recogen para su procesado y enriquecimiento, al igual que otros restos sólidos (esponjas, papeles y restos de fundición) en este tipo de industrias y no se suelen verter al alcantarillado por su alto valor añadido. La depuración, no obstante, podría consistir en: flotación, decantación, oxidación con hipoclorito.
Potenciales impactos negativos - Medidas de atenuación Impactos Negativos Potenciales
Medidas de Atenuación
Directos: Selección de Sitio
1. Ubicación de la planta en o cerca del hábitat frágil: manglares, esteros, humedales y arrecifes de coral.
2. Ubicación junto a un río, causando su eventual degradación
3. La ubicación puede causar serios problemas de contaminación atmosférica en el área local.
Ubicar la planta en un área industrial, de ser posible, a fin de reducir o concentrar la carga sobre los servicios ambientales locales y facilitar el monitoreo de los efluentes. Integrar la participación de las agencias de los recursos naturales en el proceso de la selección del sitio, a fin de estudiar las alternativas. El proceso de selección del sitio debe examinar las alternativas que reduzcan los efectos ambientales y no excluyan el uso beneficioso de la extensión de agua. Las plantas que producen descargas líquidas no deben ubicarse sino en los ríos que tengan la capacidad adecuada para absorber los desechos. Ubicar la planta en un área más alta que la topografía local, que no esté sujeta a inversiones y donde los vientos predominantes se dirijan hacia las áreas relativamente despobladas. La selección del sitio debe evaluar la ubicación según los siguientes lineamientos: la planta debe estar cerca de un sitio adecuado para la eliminación de desechos; el lote debe tener un tamaño suficiente que permita eliminar los desechos en el sitio; la ubicación debe ser conveniente para que los contratistas públicos/privadas puedan recolectar y transportar los desechos sólidos al sitio donde serán eliminados definitivamente; reutilizar o reciclar los materiales para reducir el volumen de desechos.
4. Ubicación puede agravar los problemas que se relacionan con los desechos sólidos en el área.
Directos: Operación de la Planta
5. Contaminación hídrica debido a los efluentes, agua de enfriamiento y escurrimiento de las pilas de desechos.
Planta: Sólidos Totales Suspendidos, aceite y grasa, amoníaco, nitrógeno cianuro, fenoles, benceno, naftaleno, benzo-a-pirita, pH, plomo, cinc.
El análisis de laboratorio de los efluentes debe tomar en cuenta los sólidos Totales Suspendidos, aceite y grasa, amoníaco, nitrógeno cianuro, fenoles, benceno, naftaleno, benzo-a-pirita, pH y monitorear la temperatura in-situ. Todas las plantas No debe haber ninguna descarga de agua de enfriamiento. Si no es factible reciclarla, se la puede descargar, siempre que la temperatura de
Escurrimiento de las pilas de acopio de materiales: Sólidos Totales Suspendidos, pH, metales.
la extensión de agua que la recibe no suba más de 3°C Mantener el pH del efluente entre 6.0 y 9.0 Controlar el efluente, para que cumpla con las limitaciones del Banco u otros lineamientos (p.ej. Agencia de Protección Ambiental EPA 40 CFR 420), según el proceso específico. Áreas para las Pilas de Acopio de los materiales y Eliminación de los Desechos Sólidos Reducir al mínimo la filtración incontrolable de la lluvia a través de los montones. Revestir las áreas de almacenamiento abiertas;
6. Emisión de partículas a la atmósfera provenientes de todas las operaciones de la planta.
7. Emanaciones gaseosas de SO2 y CO a la atmósfera, provenientes de la producción de coque y quema de los combustibles
8. Liberación casual de solventes y materiales ácidos y alcalinos, que son potencialmente peligrosos.
9. El escurrimiento superficial de los componentes, materias primas, carbón, cinc, y otras substancias que, a menudo se guardan en pilas en el patio de la planta, puede contaminar las aguas superficiales o filtrarse Indirectos
10. La frecuencia de los accidentes es mayor que lo normal, debido al bajo nivel de experiencia de los trabajadores. 11. Se complica el problema de la eliminación de los desechos sólidos en la región debido a la falta de almacenamiento en el sitio, o de instalaciones para su eliminación definitiva.
Controlar las partículas con filtros recolectores de tela o precipitadores electroestáticos Controlar mediante el lavado con soluciones alcalinas Hacer un análisis de las materias primas durante la etapa de factibilidad del proyecto para determinar los niveles existentes de azufre y diseñar los equipos adecuados para controlar las emisiones. Lavar, reciclar y reutilizar el monóxido de carbono Mantener las áreas de almacenamiento y eliminación de desechos en buen estado, de modo que se prevengan las fugas casuales. Proveer los equipos para mitigar los derrames, utilizar tanques de doble pared y/o diques alrededor de los tanques. Cubrir y/o forrar las áreas de almacenamiento (especialmente las pilas de yeso) para controlar la filtración y escurrimiento de las aguas lluvias hacia las aguas freáticas y supericiales Las áreas represadas deben tener un tamaño suficiente que les permita contener una lluvia normal de 24 horas.
Identificar, evaluar, monitorear y controlar los peligros para la salud y seguridad; Dar capacitación sobre la seguridad
Planificar las áreas adecuadas para la eliminación en el sitio, luego de verificar si tiene lixiviados
12. Se alteran los modelos de tránsito, creando ruido y congestión, y ocasionando serios peligros para los peatones, debido al uso de camiones pesados para transportar la materia prima y combustible hacia la planta o fuera de ella.
En la instalación, se debe desarrollar un Programa de Seguridad y Salud, para identificar, evaluar y controlar los peligros para la seguridad y la salud. Debe tener un nivel adecuado de detalle para tratar los peligros de salud y seguridad de los trabajadores y protegerlos, incluyendo cualquiera de los siguientes puntos, o todos: Se debe hacer un análisis del transporte durante el estudio de factibilidad del proyecto para seleccionar las mejores rutas y reducir los impactos. Establecer reglamentos para los transportistas y diseñar planes contingentes de emergencia para reducir el riesgo de accidentes.
Leyes ambientales en Guatemala. Conforme al artículo 97 “Medio Ambiente y equilibrio ecológico” de la Constitución Política de la República de Guatemala, están obligados a apoyar el desarrollo social, económico y tecnológico que prevenga la contaminación del ambiente y mantenga el equilibrio ecológico, el Estado, las municipalidades y los habitantes del territorio Nacional. Establece además que, se dictarán todas las normas necesarias que garanticen la utilización y el aprovechamiento racional, evitando el desperdicio de la fauna, de la flora, de la tierra y del agua. Algunas de las Nomas que se fundamentan en el artículo 97 de la Constitución Política de la República de Guatemala: 1. Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente, Decreto No. 68 -86 del Congreso de la República. 2. Ley Forestal, Decreto Número 101-96 del Congreso de la República. 3. Ley de Creación de la autoridad para el manejo sustentable del Lago de Atitlán y su entorno, Decreto Número 133-96 4. Ley de Desarrollo Social, Decreto Número 42-2001 del Congreso de la República de Guatemala. 5. “Reglamento de las Descargas y Reúso de Aguas Residuales y de la Disposición de Lodos”, Acuerdo Gubernativo 236-2006. 6. Reglamento de Evaluación, Control y Seguimiento Ambiental, Acuerdo Gubernativo Número 431-2007. 7. Código Municipal, Decreto Número 12-2002 del Congreso de la República de Guatemala. 8. Plan Estratégico del Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales (2002), busca promover el desarrollo ambientalmente sostenible del país apoyando el crecimiento económico y el bienestar social, a través de una gestión ambiental descentralizada, desconcentrada y subsidiaria.
Por otra parte, la misma Constitución de la República de Guatemala establece en el artículo 22 sobre Población, ambiente y recursos naturales que, el Estado efectuará evaluaciones de impacto sobre el ambiente y estudios e investigaciones sobre los vínculos, efectos e impactos existentes entre la población y consumo, producción, ambiente y recursos naturales, que sirvan de orientación para realizar acciones dirigidas al desarrollo sostenible y sustentable, los cuales ejecutará a través del Ministerio de Ambiente y Recursos Naturales, Ministerio de Economía, Ministerio de Trabajo y Previsión Social, y la Secretaría de Planificación y Programación de la Presidencia. Dentro de estas leyes resalta:
La Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente, Decreto No. 6886 del Congreso de la República. La presente ley tiene por objeto velar por el mantenimiento del equilibrio eco lógico y la calidad del medio ambiente para mejorar la calidad de vida de los habitantes del país. Son objetivos específicos de la ley los siguientes: a) La protección, conservación y mejoramiento de los recursos naturales del país, así como la prevención del deterioro y mal uso o destrucción de los mismos. b) La prevención, regulación y control de cualesquiera de las actividades que origine deterioro del medio ambiente y contaminación de los sistemas ecológicos, y excepcionalmente, la prohibición en casos que asisten la calidad de vida y el bien común calificadas así previa dictámenes científicos y técnicos emitidos por organismos coherentes. c) Orientar los sistemas educativos, ambientales y culturales, hacia la formación de recursos humanos calificados en ciencias ambientales y la ocupación a todos los niveles para formar una conciencia ecológica en toda la población. d) El diseño de la política ambiental y coadyuvar en la ocupación del espacio. e) La creación de toda clase de incentivos y estimula para fomentar programas. f) Iniciativas que se encaminen a la protección, mejoramiento y restauración del medio ambiente; El uso integral y manejo racional de las cuencas y sistemas hídricos. g) La promoción de tecnología apropiada y aprovechamiento de fuentes limpias para la obtención de energía. h) Salvar y curar aquellos cuerpos de agua que estén amenazando o en grave peligro de extinción.
Ley de minería, Decreto número 48-97 del Congreso de la República de Guatemala. La presente ley norma toda actividad de reconocimiento, exploración, explotación y, en general, las operaciones mineras. El Ministerio de Energía y Minas es el órgano del Estado encargado de formular y coordinar las políticas, planes y programas de gobierno del sector minero, de tramitar y resolver todas las cuestiones administrativas, así como dar cumplimiento en lo que le concierne a lo dispuesto en esta ley y su reglamento. En esta se establece el régimen minero del país, así como las etapas de la minería y sus respectivas licencias para realizarlas con autorización en el país las cuales son:
a) Reconocimiento: La licencia de reconocimiento confiere al titular, la facultad exclusiva de identificar y localizar posibles áreas para exploración, dentro de sus respectivos límites territoriales e ilimitadamente en la profundidad del subsuelo. b) Exploración: La licencia de exploración confiere al titular la facultad exclusiva de localizar, estudiar, analizar y evaluar los yacimientos para los cuales le haya sido otorgada, dentro de sus respectivos límites territoriales e ilimitadamente en la profundidad del subsuelo. c) Explotación: La licencia de explotación confiere al titular la facultad exclusiva de explotar los yacimientos para los cuales le haya sido otorgada, dentro de sus respectivos límites territoriales e ilimitadamente en la profundidad del subsuelo.
Conclusiones La industria de los metales puede generar alto impacto en el am biente debido al efecto residual que poseen la mayoría de estos, entre estos efectos están la contaminación de fuentes de agua y el suelo (la capa fértil), estos dos efectos son clave en la supervivencia humana porque afectan campos de cultivos destinados al consumo y como consecuencia altera la fisiología de aquellos que los ingieren. En cualquier tipo de industria utilizan uno o varios metales, el problema es que al no ser especializadas en el uso de estos los desechos no son tratados de manera adecuada. Entre las industrias que utilizan metales se encuentran las siderúrgicas, metalúrgicas de cobre, hierro, oro y aluminio, talleres mecánicos, industria del automóvil y el sector de la joyería. Los desechos procedentes del uso de metales son en algunos casos colectados y guardados de manera especial, metales como el plomo son especialmente tratado debido al impacto que pueden generar si son desechados de manera inadecuada creando en los organismos vivos alteraciones que pueden afectar la siguiente generación, debido a su efecto residual. En Guatemala existen leyes que han sido creadas a partir del artículo 97: “Medio Ambiente y Equilibrio Ecológico”, de la Constitución Política de la República, algunas decretos son el 68-86, 10196, 42-2001 y 236-2006, se puede notar que los decretos poseen demasiada distancia en el tiempo esto puede generar un impacto ambiental irreversible debido a que los decretos pueden ser obsoletos luego de varios años.
Bibliografía. 1. MARIN GALVIN, R. “Contaminación de la industria metalúrgica”. Compendio de inspección y control de vertidos en redes de saneamiento. Empresa municipal de aguas de Córdoba S.A. Asociación española de abastecimiento de aguas y saneamiento. (España) 2. RAMÍREZ, Hugo. “Material de apoyo 1”. Metalurgia y metalografía. Facultad de ingeniería. Universidad San Carlos de Guatemala. (Guatemala). 3. MCCANN, Michael. “Metalurgia y metalistería”. Capítulo 82, Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo. 4. CONGRESO DE LA REPÚBLICA DE GUATEMALA. “La Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente”, Decreto No. 68-86. (Guatemala). 5. CONGRESO DE LA REPÚBLICA DE GUATEMALA. “Ley de minería”, Decreto número 48-97. (Guatemala). 6. CABRAL, Patricia. “Gestión Ambiental - Industria Metalúrgica / Fundición”. 15 de octubre de 2014, disponible en: https://prezi.com/tftcoiyvf9du/gestion-ambiental-industriametalurgica-fundicion/ 7. INSPIRACIÓN, revista digital. “¿Qué es la contaminación?, articulo. Disponible en: https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion
